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印刷材料学方案

文章来源: 更新时间:2019-06-30 17:36

  印刷材料学.方案_人力资源管理_经管营销_专业资料。第一篇 承印材料 第一章 印刷纸的组成 第一节 印刷纸的基本组成——植物纤维 一、造纸植物纤维原料的种类 1、木材纤维原料 2、非木材纤维原料 几种纤维的比较 亚麻 木 棉 丝 微细纤维

  第一篇 承印材料 第一章 印刷纸的组成 第一节 印刷纸的基本组成——植物纤维 一、造纸植物纤维原料的种类 1、木材纤维原料 2、非木材纤维原料 几种纤维的比较 亚麻 木 棉 丝 微细纤维 二、造纸纤维原料的化学组成及特点 1、纤维素 2、半纤维素 3、木素 4、木材、草类和棉纤维的组成特点 不同造纸纤维原料的化学组成 纤维素cellulose的化学结构 Comparison between the typical chemical composition of woody and non-woody feedstocks used for pulping (% of the feedstock dry solids). Component Carbohydrates Cellulose Hemicelluloses Lignin Woody feedstock 65-80 40-45 25-35 20-30 Nonwoody feedstock 50-80 30-45 20-35 10-25 Extractives Proteins Inorganic 2-5 0.5 0.1-1 5-15 5-10 0.5-10 SiO2 0.1 0.5-7 三、纤维的结构 Key: ML = middle lamella, P = primary wall, S1 = outer layer of the secondary wall, S2 = middle layer of the secondary wall, T (or S3) = inner layer of the secondary wall, and W = warty layer. 第二节 辅料 一、胶料 1、施胶取得憎液性能的原理 2、内部施胶用胶料 3、表面施胶用胶料 4、表面施胶对印刷纸性能的影响 施胶取得憎液性能的原理 施胶取得憎液性能的原理 二、填料 1、常用填料 2、填料对纸张性质的影响 三、色料 未涂布纸的常用填料 四、其它化学助剂 1、湿强剂 2、干强剂 3、助留剂 4、消泡剂 5、抗水剂 第三节 印刷纸制造概述 一、制浆 1、化学法制浆 2、机械法制浆▽•●◆ 二、漂白 三、纸料的制备 1、打浆 2、调料 Bauer double disc refiner from the early 1950s. 磨木浆机 四、纸页的抄造 1、抄造方法和设备 2、抄造过程及特点 五、纸页的涂布加工 1、涂布加工的目的及对纸张性质的影响 2、印刷涂料纸的种类 3、印刷涂料纸的生产 Scanning electron microscope (SEM) images of uncoated and coated paper, and also a cross-section of coated paper. Images courtesy of KCL (Finnish Pulp and Paper Research Institute). 未涂布纸 的网点再现 涂布纸的网点再现 第二章 纸张的结构 第一节 概述 纸张的结构: 构成纸张的元素及它们在整个纸页中的排列和 分布。 纸张的结构特点: 1、 具有多相复杂的结构元素 2、 结构元素在三个方向上分布各向异性 3、 具有孔隙结构 4 、 结构元素之间存在结合力,构成纸张强度 基础 5、 多数纸张结构具有两面性 第二节 纸张的基本结构性质 一、纸张的正面和反面 1、 纸张两面性 2、 纸张两面不匀的现象 3、 对印刷纸质量的影响 4、 克服纸张两面性的措施: 采用立式加网造纸机 5、 如何鉴别正反面 纸张的两★▽…◇面性对印刷的影响 纸张的两面性对印刷品质量影响很大,纸 张两面平滑度和施胶度的差别,造成纸张两面 对油墨的接受性和吸收性不同。 当纸张两面吸收性差别较大时,印品两面 墨迹深浅不一,甚至会发生透印故障。纸张的 正面平滑度较高,着墨效果较好,但表面强度 较反面低,在印刷中更易发生拉毛现象。相反, 纸张的反面较粗糙, 着墨效果较正面差,但表 面强度高,在印刷中不易发生拉毛现象。 在实际印刷中也发现,与纸张正面接触的 橡皮布表面的堆粉堆毛现象要比反面严重得多。 二、纸张的纵向和横向 1、概念 纵向:与纸机运行方向平行 横向:与纸机运行方向垂直 纸张的方向性:纸张的纵向与横向在各 种性能上的差别 2、在单张纸平印中,纸张方向对印刷的影 响很大 3、纸张纵横向的差异 三、纸张的匀度 1、 概念:指纸张中纤维分布的均匀程度 2 、 对纸张性能的影响:外观、物理、化 学性能 3、 匀度的测量 MK Formation Analyzers: Drum Scanner Model MK975 第三节 纸张的水平结构及垂直结构 一、纸张的水平结构 纸页的力学性质不仅取决于纤维间的 接触,即纤维◆◁•间交叉总量,还取决于纤 维网络中每根纤维的交叉数量。 Microscopic image of paper surface 纸张表面 微观结构 Two-dimensional random fiber network approximation excluding the free fiber ends. 二、纸张的垂直结构: 1、纤维间粘结的程度——垂直结构中最重 要的结构性质 Z向强度:纸张在垂直方向的抗张强度 现象:胶印中的拉毛现象 相对粘结面积:(RBA) 纸页中纤维间的总粘结面积 RBA= 发生粘结纤维的部面积 = Sb Se ? 1? Sfe Sfe 测量方法: (1) N2吸收法 (2)光散射法 2、细小纤维和填料在Z向的分布——另一 重要的结构性质 Two cross-sections of a hand sheet comparing regions of low and high basis weight (top and bottom, respectively). 第四节 纸张的孔隙结构 一、孔隙率 指纸张孔隙体积与纸张的总体积之比 dp 即 dp : 纸张的表观密度 ? ? 1? df df : 绝干纤维的密度 测定方法的比较: 1、上述方法简单,但误差相当大 2、 用苯去饱和在不同温度下干燥的手抄 纸样 W 1 : 饱和前试样重量 W 2 : 饱和后试样重量 v : 纸张的体积 d : 苯的密度 W 2 ?W1 ?? V ?d 二、平均孔半径 指长度等于纸页厚度之孔隙的当量半径 仅表示孔隙量的相对大小,并不能说明孔 隙的大小、形状和分布 经测定发现: 沿纸页纵向的平均孔径半径最大 沿厚度方向的平均孔径半径最小 三、孔径分布 孔径分布对于印刷纸的重要性 第三章 纸和纸板的基本物理性能 第一节 概述 一、纸张的质量指标 1、外观质量 肉眼可以观察到的缺陷:尘埃、孔洞、 针眼、透明点、皱纹等 对印刷的影响:零部件、设备、物理性能 ▼▲2、基本物理性质 较普遍的性能:定量、厚度、表观密度、 平滑度、吸收性 3、力学性质 静态强度:纸张在缓慢受力情况下所能承 受的最大力,即最终强度 主要包括抗张强度、耐破度、撕裂度、耐 折度等 动态强度:纸张能经受瞬时冲击的程度, 它反映了纸张受力后瞬时扩散的动态情 况 主要包括:戳穿强度,环压强度,压缩强 度等 4、化学性质 包括纸张的化学组成,纸张吸收性、 分解性、耐碱性 5、光学性质 白度、色泽、光泽度、透明度、不透 明度 二、纸张的印刷性能与纸张的质量 纸张的印刷性能: 纸张的印刷运行性能:保证印刷生产正常 进行,纸和纸板应具备的性能 纸张的印刷适性:获得了预期的印刷效果, 纸和纸板应具备的性能 纸张运行性能:是纸张外观的质量、流变 性能、强度和吸湿性 三、纸张印刷性能的评价方法 1、实际印刷法 耗费大,不适于科学研究 2、间接测试法 与实际印刷差距较大的 3、模拟印刷适性仪测试法 操作方便,广 泛应用 第二节 定量、厚度和紧度 一、定量 指纸张单位面积的质量,以g/m2表示 对其他性能的影响:强度性能的裂断长、 抗张指数表示 Sartorius bs2202s 量程2200g 精度0.01g 二、厚度 影响印刷纸的不透明度和可压缩性 测量:一定条件下测量压力接触面积 一定压力下纸张两个表面之间的垂直距离 Thickness measurement device L&W Micrometer 51. 三、紧度和松厚度 1、紧度:指每立方厘米纸张的质量,以 3 g cm 表示,亦称表观密度 2 定量W(g m ) 紧度D ? 厚度T(nm) ? 1000 2、松厚度:指1克重的纸张的体积,以 3 g 表示 cm T ★◇▽▼•?1000 松厚度 ? W 3、紧度与纸张其他性能的关系 紧度取决于纤维种类、打浆程度与方 式、网部脱水情☆△◆▲■况、湿压程度、压光程 度等 紧度对主要强度性能、吸墨性、不透 明度、吸收性等的影响 第三节 平滑度与表面可压缩性 一、表观平滑度与印刷平滑度 1、平滑度: 指纸张表面的平整程度,描述了纸张的表 面结构特性,也常用粗糙度表示 2、表面可压缩性: 决定纸张的印刷平滑度 3、纸张表观平滑度 纸张在自由状态下纸张表面的平滑度。 取决于纸张的外观纹理结构 4、纸张印刷平滑度 在印刷压力作用下纸张的平滑度。它 是以纸张表观平滑度和表面可压缩性的 综合效应 二、表面可压缩性 当压力作用于材料表面时,可压缩 性表面粗糙度会减小,在一定压力下, 表面可压缩性系数值大的纸张较值小的 纸张具有更高的印刷平滑度 测量:通过测量纸张无压力作用下 或不同压力下的平滑度或粗糙度来估算 纸张的表面可压缩性 三、纸张表观平滑度的测量 1、显微照相方法 2、触针法 原理:应用扩大纸张表面凹凸的方法,对 纸张平滑度进行测定 3、OCR法 原理:利用光学信号传递信息 4、激光粗糙度测量系统 原理:材料表面散射光的变化与表面粗糙 度成正比 四、纸张印刷平滑度的测量 1、光学接触法 2、空气泄漏法: 原理:在一定压力下和一定面积,测量一 定量空气通过纸张表面与另一个表面之 间的间隙所需时间,或侧定空气的流速、 流量的以及空气压力的变化 1)Bekk型平滑度仪 工作原理:在一定真空度和压力下, 测出一定量的空气通过试样表面与支承玻璃砧接触 面所需时间 测量条件:压力1kg/cm2,有效面积,空气量,真空 度,孔径面积 特点:对低平滑度试验较适宜 2)本特生平滑度仪(Bendtsen) 工作原理:使微弱压缩空气通过一定测量面 积的金属环,以漏过空气多少来测定纸及 纸板粗糙度 特点:操作简单,测量快速准确,测量稳定 性好,还可以测定的可压缩性及弹性 Bendtsen Roughness and Air Permeance Tester 3) PPS型粗糙度仪 特点: 测量压力接近实际印刷状态, 采用印 刷中常用的背衬材料, 测量环具环形保 护环,提高测量精度, 测量压力采用气 动加压 Parker Print-Surf (PPS) Calibration Set 五、绝对单位粗糙度与PPS粗糙度仪的应用 1、绝对单位粗糙度 粗糙度:为纸面偏离理想参考平面或滚筒 参考平面的程度 2、PPS粗糙度仪的应用 PPR值: PPS=2 ?m 时的压力称为需用 印刷压力 PPS值:利用PPS粗糙度仪测得的绝对粗 糙度值 综上所述,印刷质量不单取决于纸 张表面可压缩性,也不单取决于纸张表 观平滑度,而是取决于二者综合参数, 即所需印刷压力 六、印刷平滑度对印刷品质量的 影响及不同印刷方式对纸张印刷 平滑度的要求 影响: 印刷平滑度影响纸张油墨需要量; 印刷平滑度影响纸张着墨均匀性; 印刷平滑度影响印刷品的光泽度。 不同印刷平滑度纸张的网点再现性 第四节 纸张的油墨吸收性能 一、油墨接受性能与油墨吸收性能 指纸张表面在印刷过程中在印刷机上 压印瞬间接收转移油墨的能力 它与纸张以下几个方面性能的紧密相 关: 纸张表面的被印刷油墨润湿的能力 纸张表面吸收一定油墨组分的能力 纸张表面固定和保留均匀墨膜的能力 与纸张的油墨吸收性能的区别: 发生的时间段不同:前者发生在压印瞬间 的现象;而后者发生在从油墨与纸张接 触到完全固化在纸面的一个较长时间。 影响因素不同:前者与油墨转移性能有关; 而后者与纸张毛细孔对油墨中的低粘度 组分的吸收和油墨中某些组分向纸内渗 透作用有关 二、印刷过程中纸张对油墨的吸收及对印刷 的影响 1、纸张对油墨的吸收的两个阶段 1)加压渗透 (依靠印刷压力 ) 2)自由渗透 (依靠纸张的毛细管作用力) dh R 2?LG cos ? ? ( ? ?gh ) dt 8?h R 2 h? Rt ?LG cos ? 2? 2、实际印刷中,影响油墨吸收的因素 d? PR 2? 2 ?t 表明了油墨被压入纸张的深度主要与以下 因素有关: 印刷压力,印刷时间,油墨粘度,纸张毛 细管半径 油墨吸收模型 三、压印瞬间油墨吸收性能的测量 利用IGT印刷适性仪 IGT AIC2-5印刷适性仪 四、毛细管吸收性能的测量 1)油吸收方法 2)油墨脏污试验法 美国 中国、英国 RF K&N ? ? 100% R? R? •☆■▲? RF K&N ? ? 100% R? 3、 影响油墨脏污试验结果的因素 1)油墨与纸张的接触时间 2)纸张对油墨的吸收量 3)实验油墨的粘度影响 4)当用Q值表示纸张对油墨的吸收能力 时应考虑纸张表面的光反射能力 5)考虑纸张表面粗糙度 五、不同印刷方法对纸张油墨吸性能的要 求 第四章 纸和纸板的力学性质 第一节 概述 第二节 纸张的流变性质 一、纸张的粘弹性变形 1、应力:物质为抵抗外力,在单位面积上 发生的内力 2、变形:使物体尺寸发生变化的数量对原 有尺寸的比率 3、最大应力:物体在保持能恢复其原有形 态条件下能承受的最大负荷,亦成为弹性 极限 4、粘弹性变形:加在物体上的应力因产生 变形所用的时间而变化,这种特定的变形 称为粘弹性变形 ? 对于理想弹性固体:? ? (无时间因素) d? 对于粘弹性(理想液体):? ? ? dt (有时间因素) E 二、纸张的蠕变特性 1、蠕变:在负荷保持不变时,纸张无限流 动,直至发生断裂,这种滞延流动叫蠕变 2、变形的恢复可用两部分表示: 瞬时部分; 与时间有关的部分 三、纸张的应力松弛特性 1、应力松弛:当纸张的变形保持一定,应 力随时间而减小的现象称之为应力松弛 第三节 纸张的Z向压缩变形特性 一、Z向压缩变形的整体特性 K 1、压缩率= ? 100% d R 2、弹性恢复率= ? 100% K K-R 3、塑性变形率= ? 100% K 二、Z向压缩变形随时间变化的特性 三、Z向变形特性对印刷的影响 第四节 纸和纸板的机械强度 一、抗张强度与伸长率 1、抗张程度:指纸或纸板在断裂时所能承 受的最大张力,以宽度为15mm的标准试 样测得的纸样断裂时荷重来表示。有以 下几种表示方式: (1)绝对抗张力:以纸或纸板标准所规定 的试样宽度,在抗张强度测定仪上直接 读出的荷重F,用N计量 (2)裂断长:指纸条长度达到不能承受本 身的重量时而自行裂断时的长度,与厚 度无关,适用于比较不同定量的纸和纸 板 102 F L= B ?W F —— N B —— m W —— g m 2 (3)抗张指数: F ? W ? bo 100 F X? ? W ?b 1.5W o 2、伸长率:纸或纸板受张力至断裂时的伸 长与原长之比的百分率 3、测定:常采用肖伯尔抗张强度仪 4、应用:各种纸(尤其是卷筒纸)的抗张 强度的要求 摆 锤 式 抗 张 试 验 机 M.C.TEC Tensile Tester 二、耐折度: 1、表示纸或纸板抵抗往复折叠的能力,其 测定纸张受一定力的拉伸后,在经来回 折叠而使其断裂,以折叠的次数表示 2、应用及重要性 3、测定:常用的肖伯尔型、MIT型 Tinius Olsen M.I.T. Folding Endurance Testers 三、耐破度: 1、耐破度:指纸张在一定面积下,以 匀速加压至破裂时所能承受的最大 压力,它是抗张强度与伸长率的复 合函数 2、耐破度与抗张强度的关系: 2T P? r 3、测定:采用缪纶式耐破度仪 电 脑 测 控 纸 板 ( 纸 张 ) 耐 破 度 仪 四、撕裂度 1、撕裂度:指撕裂一定距离纸页所需的力 2、测定:采用爱利门道夫撕裂度仪 3、影响撕裂度的因素:主要是纸张的纤维的长 度,还有处理方式 撕 裂 度 仪 五、挺度 1、挺度:指纸张抵抗弯曲的性质,即刚性 挺度= ET 12 3 ? B L 2 B:宽度 L:长度 T:厚度 2、测定 (1)Taber挺度仪 (2)Gualey挺度仪 3、重要性:单长纸印刷中的输纸、收纸 Taber 挺 度 仪 第五节 纸张的表面强度 一、纸张的表面强度与拉毛 1、表面强度:指纸张表面纤维、胶料、填料 间和纸张表面涂料粒子间及涂层与纸基之 间的结合强度,它表示纸张在印刷过程中 抗油墨分裂力的能力,又称拉毛阻力 ★△◁◁▽▼2、拉毛:在破裂的纸面出现不连续的或连续 的未着墨区域的现象。 3、在印刷过程中影响拉毛的因素: (1)油墨对纸张的粘着力 (2)剥离张力 (3)印刷橡皮布的粘度基印刷版面对油墨的 吸附力 二、拉毛对印刷的影响 1、造成图文部分的污染 (1)白斑的产生 (2)由细微的纸粉和微细的涂料粒子等的拉 毛引起,通常在橡皮布上发生堆墨现象 2、胶印中橡皮布及墨辊清洗次数增加 三、纸张的干拉毛与湿拉毛 1、干拉毛与水无关,是在纤维或填料之间结 合力小于油墨的分离力时发生的 2、湿拉毛与纸张的耐水性有关 四、掉粉掉毛 1、掉粉掉毛:指在印刷过程中纸张表面松散 粒子的脱落现象 2、与拉毛现象的区别: 掉粉掉毛:由于润版液的润湿和机械摩擦作 用导致纸面松散粒子的脱落 拉毛:油墨的分离力大于纸面粒子之间的结 合力时发生脱落现象 (1)现象不同:松散粒子的脱落 (2)由不同作用引起:取决于纸面的洁净程度 3、掉粉掉毛的危害 4、测定:IGT悬浮物试验法 五、纸张表面强度的测量 1、Dennision蜡棒法 2、加速印刷法 六、纸张表面强度的表示方法——VVP值 VVP 值:临界拉毛速度与拉毛试验油墨塑 性粘度的乘积 意义:为比较不同粘度拉毛油墨测定的纸 张表面强度提供了便利 七、纸张表面强度分布对拉毛试验的影响 用IGT适性仪 做拉毛实验 第五章 纸张的光学性质 第一节 概述 入射光 镜面反射光 扩散反射 吸收 扩散透射 镜面透射 光照在纸张表面发生的光学现象示意图 第二节 纸和纸板的表面光泽度 光泽度:纸面镜面反射光能力与完全镜 面反射能力的接近程度 一、光泽度的表示方法 光泽度不仅与物体表面的镜面反射有关,也 与观察者的生理、心理状态有关 适合于造纸、印刷行业的光泽度为 以下两种: 1、镜面光泽度(Gs):物体表面镜面反射光量 (S)与入射光量(I)之比 2、反差光泽度(Gc):指物体镜面反射量(S) 与总反射光量(D)之比 S GS ? I 该指标描述了物体表面偏离镜面光泽的程 度 S GC ? D 二、光泽度的测量:关键:入射角75度,以 抛光黑玻璃作为工作标准,黑玻璃优于 白玻璃 影响测量结果的因素: 1、物体表面特性 2、入射光的入射角度:入射角越大,镜面 反射率越大,光泽度值越高,反之亦然 3、测量仪器:结果中须注明 4、照明条件:入射光的波长等特征 5、观察条件:所采取的角度范围 750角光泽度示意图 三、光泽度与表观平滑度的关系 1、入射光强度与物像表面镜面反射光强度 之间的关系 I ? I0 ? exp[-(4?? 其中: ? — —入射角 ? — —光的波长 cos? ? )] ? — —均方根粗糙度 2、光泽度与表面均方根粗糙度之间的关系 (相关系数 ? ? 0.91 ) 注:光泽度只与物体表面的表观平滑度相 关,而与压力状态下测得到的印刷平滑 度相关性较差 3、纸张表观平滑度对光泽度的影响 TAPPI光泽度 ? ? 2 纸张表面的微观的不平整结构 使得入射光线随机反射向各个 方向 从而影响了光泽度 四、纸张表面光泽度对印刷品质量的 影响 1、纸张光泽度和印刷品光泽度之间的 关系 一般的,印刷品光泽度随纸张本身 光泽的提高而提高,但对于同一种 产品涂布量的纸来讲,由于印刷面 平滑度的因素,高光泽纸并不意味 着高光泽的印品 2、纸张光泽度与纸张着墨效率的 关系: (1)密度平滑度:表示随纸面墨 膜厚度增加印刷品反射密度增加 快慢的程度 (2)斑点:光泽的不均匀性 注:光泽度均匀性比光泽的平均 水平更为重要 第三节 纸和纸板的白度与颜色 一、白度 白度:通常指基于测量纸张对光谱 中蓝光范围,即主波长为457nm光 的反射率 注:物理测量的白度与视觉上主观 感觉的白色程度有差别 二、白度的测量 Datacolor ELREPHO 三、视觉白度 视觉白度:指纸面对白光总反射率 和在整个波长上反射率均匀性的结合 应用: (1)与纸浆颜色互补染料的添加,可提 高视觉白度 (2)光学增白剂:不仅增加了总反射率, 而且提高了反射率的均匀性,因而视 觉白度显著增加 四、印刷纸白度的重要性 彩色印刷品应采用高白度纸张进行印刷 五、影响纸张白度的因素 1、浆料的白度:最重要的影响因素按 2、染料:选择染料,应使其在测量白度 的主波长附近不影响其反射率,既不影响 纸张白度 3、填料:取决于其种类及等级 4、涂料:涂料印刷纸的白度由原纸白度、 涂料白度、涂布量来确定 第四节 纸和纸板的透明度与不透明度 不透明度取决于总透射光量,而透明度仅仅 取决于镜面透射光量 一、纸张的透明度 透明率=镜面透射率/总透射率 二、纸张的不透明度 1、不透明度的测量 背衬黑体时单张纸的扩 散反射率 反差率(%)= ? 100% 背衬白体时单张纸的扩 散反射率 2、不透明度的表示方法 (1)TAPPI不透明度 单张纸背衬黑体时的反射率与相同点背衬 有效反射率为89%白体时反射率的比率 (2)印刷不透明度 单张纸背衬黑体实反射率与背衬相同纸纸 层时反射率的比率 印刷不透明度较好的量度了纸张印刷后透 背的性质 Ro C0.89= ?100% R 0.89 Ro 印刷不透明度 ? ?100% R? (3)IGT印刷不透明度 在IGT印刷适性仪上,以一定印刷条件下 印刷试样,纸样印区反面反射率与未印 区反面在足够厚纸上反射率之比,称为 IGT印刷不透明度 Rpo OP ? ?100% Rp? Elrepho 光学性能测定仪 纸★-●=•▽张不透明度的测定 三、透印与透背 1、透印 1 Rp? PT ? lg ? lg OP R po 2、透背 R? PT ST ? lg Ro 3、影响透印改造的因素: PT=PTst+PTpp+PTvs 其中:PTst:因纸张背透所致透印组分 PTpp:因油墨中填料渗透所致透印组分 PTvs:因油墨中粘结料从油墨整体分离设 备如纸张孔隙取代空气所致透印组分 四、影响纸张不透明度的因素 1、反射能力 反射能力:反射能力取决于吸收系数为与 反射系数的比值 反射能力减小会提高纸张的不透明度 2、测量光的波长 测量光的波长主要影响纸张的吸收能力(蓝光 测量) 3、染料 加入染料会导致纸张不透明度显著增加 当测量波长与染料的最大吸收波长相对应, 染料产生最大不透明效应 4、定量 定量:定量增加,则散射能力提高,因而增 加纸张不透明度 5、打浆与湿压 纸张散射系数是单位指量纸页比表面积 的线)打浆增加了纤维发生散射的总面积 导致不透明度的增加 (2)打将增加纤维间结合面,从而增加 纤维间光学接触面积,导致不透明度 降低 6、表观密度 7、填料 填料的加入提高了纸张的不透明度,其主 要作用是由于增加了散射界面,且颜料 -空气界面折射率最大 8、涂蜡 石蜡的折射率与纸张的折射率接近,故涂 蜡将明显会降低纸张的不透明度 9、浆料: 细小纤维吸收光的程度不够,故可提高纸 张不透明度 第五节 纸张的光散射对网目 调印刷品质量的影响 一、对印刷密度的影响 除吸收外,还发生一系列多重内反射, 其结果导致反射率更低,而相应实反射 密度增高。 多重内反射现象对反射密度的影响取 决于印刷加网线数和纸张的光散射能力 二、对图像反差的影响 纸张的光散射现象,降低了网目调印 刷品网点间空白部分反射率,使空白部 分密度增加,从而导致它与网点部分密 度差的减小,造成图像层次反差下降 三、对图像清晰度的影响 现象:纸张上印刷的网目调印刷品的比在 无反射承印材料上的印刷的网目调印刷 品显得更模糊一些 网目调印刷品对光的反射与吸收 内部光散射对网点密度的影响 原因:网点之间的空白处记录了纸张内部 的光由于散射作用,有部分从网点处穿 入,越靠近空白处,穿出的光越强,造 成网点边缘部分的密度低而中间部分密 度高。 第六节 纸张的表面效率 一、定义 1、问题的引出:非涂料纸对于油墨印刷色 彩饱和度、反差的损失 2、纸张表面效率:将纸张光泽度和吸墨能 力结合起来考核的物理量 100 ? A(%) ? G(%) PSE (%) ? 2 其中: A — —纸张的油墨吸收能力 4 A= ( 100-K&N) 3 G — —纸张的光泽度 二、纸张表面效率的确定 三、纸张表面效率对油墨呈色效果的影响 1、通常以品红墨的色偏,青色墨的灰度来 衡量颜色变化和油墨质量 2、随纸张表面效率的增长,其颜色强度与 色效率均提高,而色偏与灰度则下降 3、意义: (1)为了印刷制版校色、调整灰平衡提供数据 (2)为造纸厂生产彩色印刷用纸时,全面控制 质量提供可靠数据 第二节 纸张的吸湿性 一、纤维与纸张的水分 纸张所含水分的形式 1、吸附水分:与纯水具有相同的饱和蒸●气 压 2、毛细管水分:其饱和蒸气压低于同温度 下的饱和蒸气压 3、润胀水:存在于纤维细胞壁内 二、水分的平衡 1、平衡水分:纸页在某状态下的干燥极限 2、自由水分:纸业中所含的大于平衡水的 那一部分水分 3、同一温度下不同纸张的平衡水分不同 三、纸张的吸湿、脱湿与滞后现象 1、滞后现象:指在同一相对温度下,吸附 时的吸着水量低于解吸时的吸着水量的 现象 2、滞后现象产生的原因: 吸湿:对纤维素的无定形区氢键的破坏, 但这种作用被内部应力所抵抗,游离羟 基相对较少 解吸:无定形区的羟基部分从新形成氢键, 但遭到纤维素凝胶结构内部阻力的抵抗, 被吸着的水不易挥发,氢键不是可逆的 关闭到原来状态,故重新形成的氢键也 较原来少,即吸着中心较多,因而吸着 水相应较多 四、纸张吸湿性对纸张强度的影响 1、通过纤维间结合形成的强度随纸张水分 的增加而降低 2、耐久度、撕裂度等与柔软性有关的强度, 随纸张水分的增加而提高 五、纸张的吸湿性与纸张的形稳性 1、纸张的伸缩 纤维直径方向的伸缩远比长度方向大 2、纸张的卷曲: 导致输纸不匀,造成套印不准 六、纸张的吸湿性与静电 1、静电危害:吸附粉尘、纸毛,影响树脂, 加剧飞沫 2、静电的产生与消除: 相对湿度40% 纸张的湿度的与车间湿度 纸张的导电性 七、纸张的调湿处理 八、纸张湿含量的测定 第三节 纸张的酸碱性 一、纸张酸碱性对印刷的影响 1、影响油墨的氧化结膜干燥速度 酸性纸张会吸收油墨中的干燥剂 2、碱性太强,影响水斗液PH值的控制 3、碱性物质导致非图文部分上脏 二、纸张酸碱性对纸张耐久性的影响 纸张的耐久性:长时间内纸张能保留重要 的物理机械性能指标的能力 纸张的耐用性:在连续使用的情况下纸张 能保持其原有品质的程度 影响纸张耐久性的因素:PH值的影响最显 著 三、纸张酸碱性的测量 1、水抽出液的PH值 2、纸张表面的PH值 1)电测量法 2)颜色指示剂法 第七章 其它承印材料 第一节 合成纸 一、合成纸应具备的特性 1、外观:白色、不透明的外观 2、印刷作业适性 1)静电:静电的产生,解决的方法 2)硬度:与纸相比,硬度较小 3)尺寸稳定性:较好 4)平整性 3、纸化处理 1)填料充填 2)充填填料与延伸并用 3)颜料涂覆 二、合成纸的发展方向 第二节 塑料类承印材料 一、玻璃纸 二、聚乙烯薄膜(PP) 三、聚丙烯薄膜(PP) PP 合 成 纸 透明平板玻璃纸 彩色平板玻璃纸 四、聚氯乙烯薄膜(PVC) 五、聚酯薄膜 第三节 承印材料的印前表面处理 一、电晕放电处理原理 二、电晕放电处理的应用 CTP-2000K实验用薄膜和片材表面改性电晕台 第二篇 油墨 第八章 绪论 一、油墨发展简史及现状 二、油墨组成与分类 主剂 油墨 颜料 连结料 流动性调整剂 干燥性调整剂 色调调整剂 助剂 第九章颜料 第一节 概述 一、颜料的分类 1、按化合物特性分类 无机颜料 有机颜料 2、按色彩特性分类 彩色颜料 消色颜料 二、颜料的理化性能 1、颜料的分散度 2、着色力 3、遮盖力 4、吸油量 ◇…=▲5、密度 6、耐抗性 第二节 无机颜料 一、白色颜料 1、钛白 2、锌钡白 ZnS.BaSO4 二、黑色颜料 1、炭黑的性质 (1)粒○▲-•■□径及聚集体结构 (2)表面性质 2、应用 三、彩色颜料 1、黄色——铅铬黄 PbCrO4 PbSO4 PbO 2、蓝色——铁蓝 KFe.Fe(CN)6. H2O 第三节 有机颜料 一、结构特点及分类 二、有机颜料的应用 1、汉沙黄 2、联苯胺黄 3、洋红6B 4、立索尔红 5、金光红C。 6、耐晒桃红色淀 7、酸性湖蓝色淀 8、酞菁蓝 9、射光蓝浆 10、还原颜料——硫靛红 第四节 特殊颜料 一、金属颜料 1、铝粉 2、铜粉 二、发光颜料 1、夜光颜料 2、萤光颜料 第五节 填充料 一、填充料的作用与用途 二、填充料的•□▼◁▼种类及品种 1、碳酸钙 2、硫酸钡 3、氢氧化铝 4、铝钡白 5、高岭土 第十章 连结料与助剂 第一节 概述 一、连结料的用途和类型 二、连结料组分的理化指标 1、酸值 2、碘值 3、软化点 4、脂族烃溶解性 第二节 连结料组分的性能与结构 一、植物油 1、组成与结构 2、油墨中常用的植物油 二、矿物油 1、汽油 2、高沸点煤油——油墨油 3、机械油 三、有机溶剂 1、油墨对有机溶剂的基本要求 (1)溶剂的溶解度参数 (2)挥发能力 (3)安全及环境保护问题 2、油墨中常有的有机溶剂 芳香烃、醇类、酮类和脂类 四、蜡 1、蜡在油墨中的应用 2、蜡的类别及品种 五、树脂 1、松香及其衍生物 2、天然沥青与石油沥青 3、改性酚醛树脂 4、改性醇酸树脂 5、聚酰胺树脂 6、丙烯酸树脂 7、其它树脂 第三节 常用连结料 一、干性油型连结料 1、聚合油 2、氧化油 二、松香油和沥青油 1、松香油 2、沥青油 三、树脂型连结料 1、树脂型连接料性质 2、各组分在油墨连结料中的功能 3、连结料液相结构 四、溶剂型连结料 1、有机溶剂为基质的连结料 2、水基连结料 五、反应型连结料 第四节 辅助剂 一、干燥性调整剂 1、干燥促进剂 一般认为有以下两个方面的作用: (1)缩短诱导期 (2)促进游离基生成 2、防干剂 如:对苯二酚、临苯二酚 二、流动性调整剂 1、撤粘剂 主要作成:铝盐、亚麻油、低黏度醇酸树 脂、石蜡油 2、稀释剂 3、增稠剂 三、色调调整剂 1、冲淡剂 2、提色剂 四、其它辅助剂 1、表面活性剂和分散剂 2、消泡剂和防针孔剂 3、反胶化剂 第十一章 油墨的结构及油墨制造 第一节 概述 一、决定油墨品质的因素 (1)原材料的选择 (2)原材料的结合 二、油墨的结构 油墨系统中存在着以下几种平衡关系: (1)介质材料间的相互作用,及液--液关系 (2)颜料粒子间的相互作用,及固--固关系 (3)介质材料与颜料颗粒间的相互作用,既 固--液关系 第二节 油墨的固—液结构及稳定性 一、颜料颗粒的表面特性 二、颜料与连结料的结合 浸湿过程的自由能变化为: ? ?G ? ? GS ? ? SL ? W i 三、分散体系的稳定性 ( 1 )亲水性颜料与亲水性连结料之间具有很 强的极性力而相互作用 ( 2 )亲油性颜料与亲油性连结料共同具有较 低的表面活性,极性力很弱 ( 3 )亲油性颜料与亲水性连结料或亲水性颜 料与亲油性连结料形成高能界面 四、表面活性剂的润湿作用 1、表面活性剂在颗粒表面的吸附 2、提高连结料的润湿能力 第三节 油墨的制造工艺 一、浆状油墨的制备 1、浆状印刷油墨的分散工艺 2、搅拌设备 3、三辊轧墨机和分散作用机理 4、挤水法与捏合机 5、调整与装桶 三 辊 轧 墨 机 二、液状油墨的制备 1、液状印刷油墨的制造工艺 2、卧式球磨机与立式球磨机 3、砂磨机 第十二章 油墨的干燥性质 第一节 概述 第二节 油墨的附着 1、润湿 ? SG ? ? SL ? ? LG ? cos ? 杨氏方程: 杨氏润湿方程是气、液、固三相交界处三 个界面张力平衡的结果: o ? ? 0 (1) ? SG ? SL ,cos ? ? 0 ,则? ? 90 固体不能被液体润湿。 o ? ? 0 ? ? (2) ? SG ? SL ,cos ? ? 0 ,则 90 固体能被液体润湿。 (3)用同一种液体来润湿两种表面自由能 不同的固体表面时,高能表面比低能表 面容易被润湿。 2、二次结合力 油墨与承印物的两相分子间,若具有 较强的异性极性时,会产生牵引力,叫 二次结合力 第三节 油墨的渗透干燥 一、渗透干燥型油墨的干燥过程和机理 二、影响油墨渗透干燥的因素 1、渗透深度 加压渗透:是短暂时间内的急剧变化过程 自由渗透:是较长时间内的缓慢变化过程 奥尔森公式: 渥斯宾公式: P?r h1 ? 2? ? t1 2 h 2 ? r ? ? LG ? cos ? 2? ? t2 2、纸张毛细管孔径大小、分布和颜料离子 大小、分布的关系 第四节 油墨的挥发干燥 一、挥发干燥型油墨的干燥过程和机理 二、影响油墨挥发干燥的因素 1、溶剂的挥发干燥 用每分钟内每平方厘米面积上溶剂挥 2 发的毫克数来表示,即用 mg / cm ? min 来表示 单一溶剂的挥发速率计算公式: ?M P 25 E ?K d o r 25 2、树脂对溶剂挥发的影响 树脂溶解于溶剂之中,树脂分子与溶剂分 子之间存在作用力,使溶剂分子逃逸的 能力降低,挥发速率减慢 3、颜料对溶剂挥发的影响 颜料密度小,溶剂挥发速率低 颜料颗粒小,溶剂挥发速率低 第五节 油墨的氧化结膜干燥 一、氧化结膜干燥的过程及机理 二、影响氧化结膜干燥的因素 1、干燥剂的影响 2、颜料的影响 促进干燥:铁蓝、铬黄 延缓干燥:碳黑 3、温、湿度的影响 温度每升高10oC,干燥速度提高1倍 4、纸张的影响 pH值越小,干燥越慢 5、润版液的影响 酸性润版液形成的油包水乳化油墨 会对油墨对墨膜的干燥产生阻滞作用 第六节 紫外线干燥 紫外线干燥油墨简称 UV 油墨,其主 要组成有光聚合活性预聚物、活性助剂、 光敏溶剂及光聚合引发剂 第七节 油墨干燥的测定 第十三章 油墨的光学性质、耐抗性及 细度 第一节 概述 第二节 膜层的光泽 反射的光线分为: 镜面反射、漫反射 第三节 膜层的透明度(遮盖力) 一、透明度(遮盖力) 影响油墨透明性的因素: (1)颜料本身的分子结构及结晶构造 (2)颜料颗粒。颗粒◆■越小,遮盖力越强 (3)油墨中颜料的含量 (4)与颜料及连结料折光率的差别有关 二、检验方法 刮样对比法 第四节 膜层的颜色 一、油墨颜色的评价指标 1、色强度 用彩色密度计三色滤色片测得的 3 个 密度值中最高的一个表示该油墨的色强 度 2、色相误差 以油墨色相反射区域密度差与吸收区 域密度差之比来表示 M-L 色相误差= ? 100% H-L 3、灰度及饱和度 油墨色相不应吸收区•●域最小密度与应 吸收区域的最大密度之比表示油墨的灰 度。 饱和度是指油墨的纯度。 L 灰度= ? 100% H L 饱和度=(1- ) ? 100% H 4、色效率 是指一个颜色对光的正确吸收与不正确吸 收的百分比。 L+M 色效率=(1- ) ?100% 2H 二、色轮图 三原色 油墨的色域 第五节 油墨的细度及测定 第六节 油墨膜层的耐抗性 一、耐光性 二、耐热性 三、耐酸、碱、水和溶剂性能 1、浸泡法 2、滤纸渗透法 第十四章 油墨的流变特性 与印刷适性 第一节 概述 第二节 油墨的粘滞变形 一、油墨的粘度与粘滞流动 1、粘度和屈服值 (1)油墨流动及黏度 (2)屈服值 指使油墨产生变形所需要的最小的剪切应力 2、流变曲线)宾哈姆流体 二、粘度和屈服值的测定 1、毛细管式粘▪▲□◁度仪 2、小孔式粘度仪 涂4粘度计 3、旋转粘度仪 4、旋转锥板粘度计 5、拉雷粘度计 三、应力作用时间与粘滞流动——触变性 1、触变性的表现及定义 2、触变性产生的机理 3、油墨流变曲线、触变性的测量方法 四、温度与油墨的粘滞变形——粘温曲线、油墨粘温特性方程 ? ln ? a1 a2 (T ? T ) E ? TT D 2 1 2 1 dD = 0 2、粘温特性参数 第三节 油墨的粘弹特性 一、油墨的粘弹性模型 二、油墨的粘着性和拉丝性 三、油墨粘着性和拉丝性的测定 1、油墨粘着性的测定 墨膜的破裂 2、油墨拉丝 性的测定 四、油墨的流动性 1、流动性 影响流动性的主要因素:油墨的粘性、屈 服值、触变性 2、流平性 流平现象:是在油墨自身的重力和分子作 用力的作用下发生的现象,是油墨在低 切应力和低切变速率下发生的流变特性 3、下墨性 是油墨在印刷机墨斗里能不断下墨的性能

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